(57)【要約】【課題】  ハイパワーＬＥＤの封入構造を提供する。【解決手段】  主にＬＥＤを光源とし、ＬＥＤチップ１３は少なくとも１個で、導熱性が良好な金属ヒートシンク１４上のキャリア面１４２に固設し、該金属ヒートシンク１４下方には導熱ベース１５を嵌設し、該金属ヒートシンク１４と該導熱ベース１５間には導熱絶縁層１４０を設置し、該金属ヒートシンク１４と該導熱ベース１５及び該導熱絶縁層１４０を一体に結合し、該キャリア面１４２はチップ１３が生じる熱を該金属ヒートシンク１４上へと迅速に導き、該金属ヒートシンク１４は熱を迅速に拡散し、該導熱ベース１５上へと導くことにより、チップが発生する熱を迅速に発散し、チップの温度を大幅に低下させ、少数のチップで極めて高い輝度と最大パワーを達成することができる。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
主にＬＥＤを光源とし、ＬＥＤチップは１個或いは１個以上で、良好な導熱性質を具えた金属ヒートシンク上のキャリア面に固設し、該金属ヒートシンク下方には導熱ベースを嵌設し、かつ該金属ヒートシンクと該導熱ベース間には導熱絶縁層を設置し、これにより該金属ヒートシンクと該導熱ベース及び該導熱絶縁層は一体に結合され、本考案の機械強度、絶縁強度を増強し、導熱面積を拡大し、全体的な散熱効果を向上させ、
該キャリア面はチップが生じる熱を質量が該チップよりはるかに大きい該金属ヒートシンク上へと迅速に導き、該金属ヒートシンクは該熱を迅速に拡散し、該導熱ベース上へと導き、こうして、チップが発生する熱は迅速に発散され、チップの温度を大幅に低下させることができ、少数のチップで極めて高い輝度と最大パワーを達成し、資源の応用を向上させ、
かつ該金属ヒートシンクの頂点面外縁にはランプカバーカップ体を固設し、該ランプカバーカップ体上端にはレンズを設置し、該レンズの湾曲率を変えることにより光線の投射角度を様々に変えることができ、
該ランプカバーカップ体上端口には凹縁を設置し、該凹縁の相互に隣り合った位置には該ランプカバーカップ体の中心に向かい徐々に縮小する弧状面を設置し、かつ該ランプカバーカップ体下端口には環状切面を設置し、
該ランプカバーカップ体の凹縁内にはレンズを設置し、かつ該レンズと該凹縁間の接合面には接着剤を塗布し、これにより該レンズと該ランプカバーカップ体は一体に固設され、該レンズは凸レンズ、凹レンズ、或いは平面レンズの何れかを採用可能で、
該金属ヒートシンク端面の中心位置にはプラットフォームを設置し、該プラットフォームのキャリア面中心位置には数個のチップを設置し、該キャリア面上には２個の孔を距離をあけて設置し、該各孔はシールにより支柱を固設し、該各支柱は該金属ヒートシンクの下端外側に延伸、突出し、該各支柱の頂点面には該チップと相互に接続する金属線をハンダ溶接することを特徴とするハイパワーＬＥＤの封入構造。
【請求項２】
前記ランプカバーカップ体の下端口は該金属ヒートシンク上のプラットフォームの外縁に設置し、該環状切面は該プラットフォーム外側縁に密着し、該ランプカバーカップ体と該金属ヒートシンク間には導熱絶縁層を塗布し、これにより該ランプカバーカップ体と該金属ヒートシンク及び該導熱絶縁層は一体に固設されることを特徴とする請求項１記載のハイパワーＬＥＤの封入構造。
【請求項３】
前記導熱ベースの中心位置には円形凹槽を設置し、該円形凹槽の中心位置には２個の孔を距離をあけて設置し、該導熱ベース上の円形凹槽内には該金属ヒートシンクを嵌設し、該金属ヒートシンク下端の２本の支柱は該導熱ベース上に設置する２個の孔を貫通し、該導熱ベース下縁面に突出し、かつ該金属ヒートシンクと該導熱ベース間には導熱絶縁層を塗布し、該金属ヒートシンクは該導熱ベース上に固設され、該金属ヒートシンクと該導熱ベース間には平坦面を形成し、該平坦面上にはプラットフォームを突出、設置し、
該導熱ベース上の２個の孔内には支柱を貫通し、かつ該２個の孔内にはシールを設置し、該導熱ベース下縁面において２本の支柱を突出し安定的に固定し、
該導熱ベース頂点面の外周囲には貫通した円孔を設置し、該円孔はネジにより挿入、螺合され、こうして本考案はサーチライト、懐中電灯、自動車ライト、紫外線及び赤外線光源構造、或いは一般の照明設備の光源構造に装置され、
該導熱ベースは円形、方形、長方形、及び任意の幾何学図形の外形構造とすることができ、かつ該レンズ、該ランプカバーカップ体、該金属ヒートシンクは該導熱ベースの外形構造に応じて変化させることができ、外観形態を一致させることを特徴とする請求項１記載のハイパワーＬＥＤの封入構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は一種のハイパワーＬＥＤの封入構造に関する。特に一種のＬＥＤを光源とする応用で、良好な導熱性質を具えた金属ヒートシンク上のキャリア面に１個或いは１個以上のＬＥＤチップを固設し、チップが生じる熱を金属ヒートシンクにより迅速に拡散し、チップの温度を大幅に低下させ、金属ヒートシンクが吸収した熱は迅速に導熱ベース上へと導かれ、チップが発生する熱は迅速に発散され、チップの温度を大幅に低下させることができ、各チップの許容電流量を増大させ、よって少数のチップで極めて高い輝度と最大パワーを達成し、資源の応用を向上させ、導熱ベース上方の凹槽は金属ヒートシンクを嵌設し、両者間には導熱絶縁層を設置し、本考案の機械強度、絶縁強度を増強し、導熱面積を拡大し、全体的な散熱効果を向上させるハイパワーＬＥＤの封入構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年、ＬＥＤは液晶モニタの光源、サーチライト、交通信号機、自動車用第３ブレーキライトなど様々な領域で広く応用されており、ニクロム線発光のランプとの世代交代を感じさせる。しかし、公知のＬＥＤランプはチップが１個である場合にはコンパクトだが、光源のエネルギーが小さく用途には限りがある。そのため、ランプの輝度に対する消費者ニーズに伴いその個数と効率を大幅に拡大したが、それら発光チップが生じる熱量の散熱は考慮されていない。
通常はＬＥＤ金属支柱による散熱に頼るだけで、他の金属散熱体の補助がないため冷却が十分でなく、該チップの許容電流量は制限を受けざるを得ない。すなわち供給される電流量も制限されてしまうため、相対的にチップが発する輝度も影響を受ける。チップが発する輝度と電流量には正比例関係があるため、電流が弱くなれば輝度もそれにつれて低下する。すなわち、公知のＬＥＤのチップはパワーにおいて大きな制限を受け、光源の輝度を上げることができない。さらに長時間の使用においては、散熱が容易でなく該ＬＥＤ内部の温度が過度に上がるため、ＬＥＤ内のチップは高温で損壊し、各チップの輝度も最大能力を発揮することができず、該ランプ構造の故障率を上げてしまっている。
また平面結合多層方式は、チップを薄状銅箔に直接固設し、接着剤を用い該銅白を金属ブロック上に粘着するものであるが、チップが熱を発すると、該薄状銅箔は薄いため、チップの熱は水平拡散方式で伝導しにくく、垂直方式で下方の金属ブロックに伝導してしまい、熱の拡散ルートにおいて限界がある。これではチップの温度は低下せず、チップの使用寿命を低下させてしまう。
また別種の公知のＬＥＤランプはチップを金属ブロックに固設し、該金属ブロック下方に絶縁導熱作用を具えた雲母片を設置するが、組合せ時にはネジを用い、該金属ブロックと該雲母片をランプ台上に螺固し、該金属ブロックと該ランプ台を一体に結合するものである。しかし、該構造はネジを挿入し螺固する時、人為的要因で雲母片の偏りを招き易く、熱伝導に悪影響を及ぼす。
【特許文献１】特開平５−２９６６０号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
公知構造には以下の欠点があった。
すなわち公知のＬＥＤは多くの個数が必要で、さもなくば顧客の必要とする輝度を達成することができなかったため、構造の体積を増大させてしまっていた。またＬＥＤの個数が多いと、長時間の使用により熱エネルギーが高くなり過ぎ、ＬＥＤの使用寿命を大幅に短縮してしまう。さらにＬＥＤのチップが発生する熱は金属支柱或いは薄状銅箔を通してのみ導電、発散されるため、チップの輝度と電流の正比例関係では、該ＬＥＤの電流量は制限されざるを得ず、しかも該各チップが発する輝度パワーも最大に発揮することはできない。このため、該ランプ構造の故障率は上がり、資源の浪費となっている。加えて、公知構造では金属ブロック下方に絶縁導熱機能を具えた雲母片を設置するが、組立て時に人為的要因により、定位に偏りが生じ易く、その熱伝導に悪影響を及ぼす。
本考案は上記構造の問題点を解決したハイパワーＬＥＤの封入構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本考案は、下記の特徴を有するハイパワーＬＥＤの封入構造を提供する。
１．請求項１に記載のハイパワーＬＥＤの封入構造は、主にＬＥＤを光源とし、ＬＥＤチップは１個或いは１個以上で、良好な導熱性質を具えた金属ヒートシンク上のキャリア面に固設し、該金属ヒートシンク下方には導熱ベースを嵌設し、かつ該金属ヒートシンクと該導熱ベース間には導熱絶縁層を設置し、これにより該金属ヒートシンクと該導熱ベース及び該導熱絶縁層は一体に結合され、本考案の機械強度、絶縁強度を増強し、導熱面積を拡大し、全体的な散熱効果を向上させ、該キャリア面はチップが生じる熱を質量が該チップよりはるかに大きい該金属ヒートシンク上へと迅速に導き、該金属ヒートシンクは該熱を迅速に拡散し、該導熱ベース上へと導き、こうして、チップが発生する熱は迅速に発散され、チップの温度を大幅に低下させることができ、少数のチップで極めて高い輝度と最大パワーを達成し、資源の応用を向上させ、かつ該金属ヒートシンクの頂点面外縁にはランプカバーカップ体を固設し、該ランプカバーカップ体上端にはレンズを設置し、該レンズの湾曲率を変えることにより光線の投射角度を様々に変えることができ、該ランプカバーカップ体上端口には凹縁を設置し、該凹縁の相互に隣り合った位置には該ランプカバーカップ体の中心に向かい徐々に縮小する弧状面を設置し、かつ該ランプカバーカップ体下端口には環状切面を設置し、該ランプカバーカップ体の凹縁内にはレンズを設置し、かつ該レンズと該凹縁間の接合面には接着剤を塗布し、これにより該レンズと該ランプカバーカップ体は一体に固設され、該レンズは凸レンズ、凹レンズ、或いは平面レンズの何れかを採用可能で、該金属ヒートシンク端面の中心位置にはプラットフォームを設置し、該プラットフォームのキャリア面中心位置には数個のチップを設置し、該キャリア面上には２個の孔を距離をあけて設置し、該各孔はシールにより支柱を固設し、該各支柱は該金属ヒートシンクの下端外側に延伸、突出し、該各支柱の頂点面には該チップと相互に接続する金属線をハンダ溶接することを特徴とする。
２．請求項２に記載のハイパワーＬＥＤの封入構造は、請求項１の場合において、
前記ランプカバーカップ体の下端口は該金属ヒートシンク上のプラットフォームの外縁に設置し、該環状切面は該プラットフォーム外側縁に密着し、該ランプカバーカップ体と該金属ヒートシンク間には導熱絶縁層を塗布し、これにより該ランプカバーカップ体と該金属ヒートシンク及び該導熱絶縁層は一体に固設されることを特徴とする。
３．請求項３に記載のハイパワーＬＥＤの封入構造は、請求項１の場合において、
前記導熱ベースの中心位置には円形凹槽を設置し、該円形凹槽の中心位置には２個の孔を距離をあけて設置し、該導熱ベース上の円形凹槽内には該金属ヒートシンクを嵌設し、該金属ヒートシンク下端の２本の支柱は該導熱ベース上に設置する２個の孔を貫通し、該導熱ベース下縁面に突出し、かつ該金属ヒートシンクと該導熱ベース間には導熱絶縁層を塗布し、該金属ヒートシンクは該導熱ベース上に固設され、該金属ヒートシンクと該導熱ベース間には平坦面を形成し、該平坦面上にはプラットフォームを突出、設置し、該導熱ベース上の２個の孔内には支柱を貫通し、かつ該２個の孔内にはシールを設置し、該導熱ベース下縁面において２本の支柱を突出し安定的に固定し、該導熱ベース頂点面の外周囲には貫通した円孔を設置し、該円孔はネジにより挿入、螺合され、こうして本考案はサーチライト、懐中電灯、自動車ライト、紫外線及び赤外線光源構造、或いは一般の照明設備の光源構造に装置され、該導熱ベースは円形、方形、長方形、及び任意の幾何学図形の外形構造とすることができ、かつ該レンズ、該ランプカバーカップ体、該金属ヒートシンクは該導熱ベースの外形構造に応じて変化させることができ、外観形態を一致させることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００５】
上記のように、本考案は金属ヒートシンク、導熱絶縁体、導熱ベース、ランプカバーカップ体を一体に結合し本体を形成するため、発光チップが発する熱を迅速に伝導し空気中に発散させることができ、発光チップの許容電流量を拡大し、チップの輝度を高め、最大パワーを提供することができる。さらに本考案は少ない個数のチップを使用するだけで、極めて高い輝度と最大パワーを発揮可能であるため、資源の有効活用となり、材料コストを低減することもできる。また本考案チップが生じる熱は迅速に発散され、チップの温度を大幅に低下させることができるため、ＬＥＤの使用寿命を延長することができる。さらに本考案の導熱ベース上方の凹槽は金属ヒートシンクを嵌設、固定し、しかも両者間には導熱絶縁層を設置するため、本考案の機械強度、絶縁強度を増強し、導熱面積を拡大し、全体的散熱効果を高めることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１、２、３に示すように、本考案ハイパワーＬＥＤ封入構造１はレンズ１１、ランプカバーカップ体１２、チップ１３、金属ヒートシンク１４、導熱ベース１５により構成する。
該導熱ベース１５頂点外周には貫通した円孔１５１を設置し、該円孔１５１はネジを挿入し螺固することができる。これにより、本考案はサーチライト、懐中電灯、自動車ライト、紫外線及び赤外線光源構造、或いは一般の照明設備に装置される。しかも該導熱ベース１５上方の中心位置には凹槽１５２を設置し、該凹槽１５２は該金属ヒートシンク１４を嵌設、固定し、該金属ヒートシンク１４と該導熱ベース１５間には導熱絶縁層１４０を設置する。これにより、該金属ヒートシンク１４、該導熱絶縁層１４０、該導熱ベース１５は一体に結合され、本考案の機械強度を増強し、導熱面積を拡大し、全体的な冷却効果を向上させている。
該金属ヒートシンク１４と該導熱ベース１５間には平面を形成し、該平面上にはプラットフォーム１４１が突出する。該プラットフォーム１４１のキャリア面１４２中心位置には数個のチップ１３を設置し、該数個のチップ１３間はそれぞれ金属線をハンダ溶接する。該キャリア面１４２上には２個の孔１４３を距離をあけて設置し、該各孔１４３内にはシール１５０により支柱１３２を設置する。
該各支柱１３２は該金属ヒートシンク１４下端外側に延伸可能で、該各支柱１３２頂点面において該チップ１３と相互に接続する金属線１３１をハンダ溶接する。該導熱ベース１５上の凹槽１５２は該金属ヒートシンク１４に嵌設、固設されるため、この時該金属ヒートシンク１４下端の２本の支柱１３２は該導熱ベース１５上に設置する２個の孔１５３を貫通し、該導熱ベース１５下縁面に突出露出する。また該２個の孔１５３内にはシール１５０を設置するため、該導熱ベース１５下縁面において該２本の支柱１３２は安定的に固定され、該２本の支柱１３２は外部電源と接続する。
【０００７】
該金属ヒートシンク１４上方には中空状のランプカバーカップ体１２を設置し、該ランプカバーカップ体１２上端口には凹縁１２１を設置する。該凹縁１２１の相互に隣り合った位置には該ランプカバーカップ体１２中心に向かい徐々に縮小する弧状面１２２を設置し、該ランプカバーカップ体１２下端口１２４には環状切面１２３を設置する。該ランプカバーカップ体１２の下端口１２４は該金属ヒートシンク１４上のプラットフォーム１４１外縁に設置され、該環状切面１２３は該プラットフォーム１４１の外側縁に密着し、該ランプカバーカップ体１２と該金属ヒートシンク１４間には導熱絶縁層１４０を設置し、該ランプカバーカップ体１２、該金属ヒートシンク１４、該導熱絶縁層１４０は一体に固設される。
該ランプカバーカップ体１２の凹縁１２１内にはレンズ１１を設置し、該レンズ１１と該凹縁１２１間の接合面において接着剤１２０を塗布し、該レンズ１１と該ランプカバーカップ体１２は一体に固設される。
【０００８】
該２本の支柱１３２が外部の直流電源に接続すると、該金属ヒートシンク１４上方に固定する数個のチップ１３は、該金属線１３１の電流伝導により、熱を発し、光を発する。該数個のチップ１３が生じる熱は質量が該チップ１３よりはるかに大きい該金属ヒートシンク１４上に迅速に導かれ、該金属ヒートシンク１４は該熱を迅速に拡散し、該導熱ベース１５上に導く。こうして、該チップ１３が発する熱は迅速に発散され、該チップ１３の温度を大幅に低下させることができ、該各チップ１３はより大きな電流量を許容可能となり、少数のチップ１３で極めて高い輝度と最大パワーを達成することができる。しかも、該ランプカバーカップ体１２上端に設置するレンズ１１はその鏡面湾曲率を変えることにより、様々な投射角度を達成可能で、本考案の使用の幅を広げることができる。
【０００９】
次に図４に示すように、本考案ハイパワーＬＥＤ封入構造１はネジによりスタンドライト２上方の円形ランプカバー２１内に螺固される。本考案が使用する電源は直流電圧を採用するため、本考案の光源輝度は非常に安定しており、点滅減少が起きず、使用者の眼精疲労を避けることができる。
さらに図５に示すように、本考案ハイパワーＬＥＤ封入構造１は長方形ハイパワーＬＥＤ封入構造３とすることができ、該長方形ハイパワーＬＥＤ封入構造３は長方形導熱ベース３１中央の陥没位置において金属ヒートシンク３２を設置する。該金属ヒートシンク３２頂点面には数個のチップを設置し、該チップと電気的に接続する支柱は該導熱ベース３１下端面の外に延伸する。該金属ヒートシンク３２上にはランプカバーカップ体３３を固設し、チップが発する熱は迅速に発散され、チップの温度を大幅に低下させることができる。こうしてより大きな電流を許容可能となり、少ないチップで高い輝度と最大パワーを発揮することができる。
【００１０】
続いて図６に示すように、本考案長方形ハイパワーＬＥＤ封入構造３はスタンドライト４上方の方形ランプカバー４１内に螺固することができ、本考案の実用性と臨機応変な使用を達成可能である。
さらに図７に示すように、本考案の方形ハイパワーＬＥＤ封入構造５は該スタンドライト４上方の方形ランプカバー４１内に螺固することができ、本考案の実用性を増強することができる。
次に図８に示すように、本考案のハイパワーＬＥＤ封入構造１はサーチライト６上に螺固することができる。本考案は散熱性能が高いため、より大きな電流量を許容可能で、極めて高い輝度と最大パワーを発揮することができ、かつ顧客の要求に応じて電流量を任意に調整可能で、輝度を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の分解図である。
【図２】本考案の組合せ図である。
【図３】本考案の断面図である。
【図４】本考案第一実施例の指示図である。
【図５】本考案の長方形ハイパワーＬＥＤ封入構造の組合せ図である。
【図６】本考案第二実施例の指示図である。
【図７】本考案の方形ハイパワーＬＥＤ封入構造の実施例指示図である。
【図８】本考案第三実施例の指示図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  ハイパワーＬＥＤ封入構造
１１  レンズ
１２  ランプカバーカップ体
１２０  接着剤
１２１  凹縁
１２２  弧状面
１２３  切面
１２４  下端口
１３  チップ
１３１  金属線
１３２  支柱
１４  金属ヒートシンク
１４０  導熱絶縁層
１４１  プラットフォーム
１４２  キャリア面
１４３  孔
１５  導熱ベース
１５０  シール
１５１  円孔
１５２  円形凹槽
１５３  孔
２  スタンドライト
２１  円形ランプカバー
３  長方形ハイパワーＬＥＤ封入構造
３１  導熱ベース
３２  金属ヒートシンク
３３  ランプカバーカップ体
４  スタンドライト
４１  方形ランプカバー
５  方形ハイパワーＬＥＤ封入構造
６  サーチライト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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